100 días de ciencia Beso Cósmico

Las muestras proporcionadas por Matthias y las pruebas que realizó antes del despegue sirven como referencia para los resultados en órbita. Muchos de los experimentos de investigación humana que apoya Matthias requieren lo mismo cuando regrese a la Tierra. Esto permite a los investigadores analizar a fondo el impacto de la microgravedad y comprender mejor los efectos de los vuelos espaciales de larga duración en el cuerpo humano.

Investigación humana vieja y nueva

Varios nombres pueden sonar familiar cuando se trata de los experimentos de investigación humana de Matthias. No mucho después de su llegada a la órbita, realizó su primera sesión del experimento DLR. miotonosque tal vez recuerdes de la misión Horizons de Alexander Gerst en 2018.

Usando un dispositivo que se parece un poco a un tricorder de Star Trek, Myotones mide las propiedades bioquímicas de los músculos, como el tono muscular, la rigidez y la elasticidad durante los vuelos espaciales a largo plazo. Pero esta vez el experimento unió fuerzas con un nuevo estudio DLR, llevado a cabo bajo el liderazgo científico del Centro de Medicina (*100*) en Charité en Berlín y el Centro Europeo de Astronautas (EAC) de la ESA, EasyMotion.

EasyMotion utiliza un dispositivo EMS portátil que estimula eléctricamente los músculos del usuario mientras se ejercita para optimizar el estado físico en el espacio. Los aportes combinados antes, durante y después del vuelo se utilizarán para comprender la tensión fisiológica de los astronautas y podrían conducir a nuevos tratamientos de rehabilitación en la Tierra.

Otros dispositivos portátiles que Matthias ha estado luciendo durante los últimos 100 días incluyen un sensor térmico atado a su frente para monitorear su temperatura central y ritmo circadiano para el experimento Thermo-Mini de DLR, una banda para la cabeza que monitorea diferentes fases del sueño y la eficiencia del sueño para DREAMS de la agencia espacial francesa CNES y una máscara de respiración y dos dispositivos en su pecho para Metabolic Space de DLR. Los dispositivos Metabolic Space monitorean la frecuencia cardíaca, los niveles de oxígeno y dióxido de carbono mientras su usuario viaja en la bicicleta CEVIS de la estación con el objetivo de mejorar el diagnóstico cardiopulmonar y evaluar mejor el rendimiento en el espacio sin restringir la movilidad.

Una dieta equilibrada es otro aspecto vital para mantener una buena salud en órbita. Experimento familiar de la agencia espacial italiana ASI Monitoreo de la nutrición para la Estación (*100*) Internacional (NutriISS) ha estado ayudando a Matthias a rastrear y ajustar su consumo de energía.

Usando un conjunto especial de escalas, Matthias mide su composición corporal y masa en gravedad cero. Estos datos, junto con la información nutricional proporcionada a través de la Aplicación Everyweardesarrollado por la agencia espacial francesa CNES con los especialistas en medicina espacial MEDES, permite a los especialistas en tierra monitorear y brindar recomendaciones dietéticas según sea necesario.

Y, por supuesto, como los ojos y los oídos de Europa en el espacio, la vista y el oído de Matthias también han sido el centro de atención. Matthias y sus compañeros de tripulación de la NASA, Thomas Marshburn y Raja Chari, prestaron sus ojos para Diagnóstico Retiniano– un experimento de ESA/DLR que investiga y construye un modelo de IA para diagnosticar cambios en el nervio óptico durante estancias prolongadas en el espacio. Matthias también ha estado probando su audición a través del experimento ASI. Diagnóstico Acústico. Este experimento estudia el efecto de la microgravedad en la audición de un astronauta mediante el uso de auriculares con una punta especial que monitorea la respuesta del oído al sonido.

temas delicados

“Lávese las manos minuciosamente y con frecuencia” se ha convertido en un eslogan de la pandemia de COVID-19. Esto se debe a que los microorganismos se propagan fácilmente a través de superficies comunes como manijas de puertas e interruptores de luz, y no es menos cierto en el espacio.

En las instalaciones de Kubik, una incubadora de temperatura controlada para estudiar muestras biológicas en el módulo Columbus de Europa, un experimento DLR llamado Biofilms ha estado probando el crecimiento de bacterias como la bacteria asociada a la piel humana Staphylococcus capitis.

Otro experimento de DLR, Touching Surfaces, expone una serie de cinco paneles, hechos de diferentes materiales, al ambiente interior de la Estación (*100*). Se alienta a Matthias y sus compañeros astronautas a tocar estos paneles con frecuencia antes de devolverlos a la Tierra para su análisis.

Manipulación de objetos en microgravedad.

Mientras sus colegas de la NASA, Kayla Barron y Raja Chari, apoyaban los experimentos europeos Grip and Grasp, Matthias centró su atención en el CNES Pinzas ultrasónicas. Este experimento tiene como objetivo mover, manipular y estudiar objetos o líquidos sin penetrar en contacto con ellos, utilizando el poder del sonido.

Una pinza acústica utiliza ultrasonido para atrapar objetos. Moviendo el haz de sonido es posible mover un objeto con gran precisión. El experimento de las pinzas ultrasónicas está evaluando cómo se puede usar la técnica en microgravedad para capturar pequeñas canicas de plástico o vidrio y moverlas a través de una carrera de obstáculos. Si tiene éxito, se espera que permanezca en la Estación (*100*) para que los científicos y astronautas lo utilicen para investigar otros materiales, geles y líquidos e incluso materiales peligrosos o material biológico sin riesgo de contaminación.

El precursor de la piel impresa

El experimento DLR Bioprint First Aid podría eventualmente hacer que los astronautas impriman tiritas de sus propias células de la piel durante misiones lejos de la Tierra. Sin embargo, Matthias comenzó con micropartículas fluorescentes combinadas con dos geles de curado rápido.

Usando una bioimpresora de mano, Matthias imprimió una cubierta de herida similar a yeso en sus extremidades cubiertas con láminas. Estas cubiertas se enviarán de regreso a la Tierra para su análisis y prueba, a medida que la tecnología se perfeccione aún más para el espacio.

Envejecer espacialmente

De regreso al minilaboratorio Kubik, luego de una nueva entrega de ciencia prenavideña, Matthias clasificó células musculares sintéticas del tamaño de un grano de arroz para incubarlas a 37 °C. Algunas de estas células fueron estimuladas eléctricamente para desencadenar contracciones en condiciones de ingravidez, mientras que otras fueron sometidas a gravedad artificial mediante centrifugación para un experimento de la Agencia (*100*) del Reino Unido llamado microedad.

Las células regresaron a la Tierra para su análisis en Cargo Dragon 24 y los conocimientos que proporciona este experimento podrían algún día ayudar a las personas a mantener mejor su fuerza y ​​​​movilidad en la vejez a medida que los investigadores mejoran su comprensión de cómo se deterioran los músculos.

Resultados concretos

Matthias ha estado haciendo honor a su apellido (Maurer se traduce como albañil o albañil en inglés) removiendo muestras de concreto en el espacio.

El experimento DLR MASON/Concrete Hardening busca comprender cómo varias mezclas de concreto hechas de cemento y arena o polvo lunar simulado combinado con agua y varios aditivos se endurecen en microgravedad. Estos hallazgos ayudarán al desarrollo de mezclas de hormigón nuevas y mejoradas para la construcción de hábitats en la Luna, Marte y viviendas sostenibles en la Tierra.

¡Uf! Eso es mucha ciencia espacial, pero solo estamos rascando la superficie. Estén atentos para conocer más aspectos destacados de la misión de Matthias en Twitter, Facebook, Instagram, YouTube, la página de la misión Cosmic Kiss y en las actualizaciones regulares de la Estación (*100*) de la ESA.